Life Science Samenvatting Course 4
Hoofdstuk 18
Het ontstaan van vorm, weefsels en organen in embryonale ontwikkeling, wordt geregeld
door 3 dingen:
- Differentiatie: het proces waarbij cellen zich specialiseren in functie en structuur.
- Determinatie: het punt waarop een cel onomkeerbaar vastbesloten is om een
bepaald celtype te worden. Het “point of no return”.
- Morfogenese: de ontwikkeling van vorm en structuur in een organisme.
Cytoplasmatische determinanten: celstoffen die de genen in de cel beïnvloeden. Ze
beïnvloeden welke eiwitten er tot expressie komen. Ze zorgen voor specialisatie.
Inductie: het proces waarbij signaalstoffen van buiten de cel, invloed kunnen uitoefenen op
de ontwikkeling van binnen de cel.
,Een voorbeeld: ontwikkeling spiercel
- Je begint met een embryonic precursor cel. De genen die zorgen dat het een spier
cel wordt, staan alleen nog uit.
- De cel differentieert zich, en er is gedetermineerd dat het een spiercel wordt. De cel
kan niet meer terug.
- Alles dat nodig is om een spiercel te worden wordt nu geactiveerd, en je krijgt een
spiercel.
Pattern formation: cytoplasmatische determinanten en inductie dragen bij aan de
ontwikkeling van het bouwplan van weefsels en organen in een organisme.
Positional information: De moleculen die zorgen voor pattern formation. Het zorgt ervoor dat
de patern formation plaats kan vinden.
Lichaamsassen worden vaak gebruikt om te kijken hoe een organisme zich ontwikkeld,
bijvoorbeeld de fruitvlieg:
,In het begin is de eicel nog niet bevrucht. Al voordat de bevruchting plaatsvindt, worden er al
dingen gereguleerd binnen de eicel:
Er wordt onderzoek gedaan naar welke genen invloed hebben bij de ontwikkeling, maar er
zijn 3 problemen:
- 14.000 genen, hoe vind je de goede daaruit? Of het is te complex.
- Embryonale letalen. Wanneer je een belangrijk gen uit zet, dan kan dat letale
gevolgen hebben.
- Cytoplasmatische determinanten tijdens de ontwikkeling van de eicel.
Er is ontdekt dat het Bicoid eiwit bepaald aan welke kant het hoofd komt bij een fruitvlieg:
, - Wanneer je een hoge hoeveelheid van het eiwit injecteert aan de kant waar het hoofd
normaal gesproken niet groeit, dan zal het hoofd daar toch ontwikkelen. Aan beide
kanten zal er dan een hoofd kunnen groeien.
- Wanneer je een mutatie inbrengt die er voor zorgt dat er geen Bicoid ontwikkeld
wordt, dan zullen er twee staarten ontstaan:
Genomen vergelijken
Hoog geconserveerde genen zijn weinig veranderd. Je kunt links leggen tussen soorten door
deze genen te bestuderen.
Op toets:
- Single nucleotide polymorphisms (SNP’s): punt mutatie
- Copy-number variants (CNV’s): verschil in het aantal kopieën van genen.
- Short tandem repeats (STR’s): verschil in voorkomen van herhalingen. Een stuk van
2-6 nucleotiden die vaak voorkomen, maar die kunnen verschillen tussen mensen.
Wat maakt een dier een dier?
Autotroof: halen hun energie uit bijvoorbeeld licht. Ze zetten anorganische moleculen om in
organische moleculen.
Heterotroof: halen hun energie uit andere organismen.
- Planten zijn autotroof
- Dieren en schimmels heterotroof
Dieren:
- Dieren zijn meercellig en eukaryoot, dus een celkern.
- Geen celwanden
- Eiwitten bieden structuur
- Zenuw- en spierweefsel zijn uniek voor dieren
De meeste dieren hebben een geslachtelijke voortplanting. Dieren zijn vaak diploïd.
Zaadcellen kunnen bewegen met flagella, eicellen kunnen vanuit zichzelf niet bewegen.
Na bevruchting (kennen op de toets):
, - Klievingen: de eerste paar delingen van de eicel
- Blastula: naar een aantal delingen ontstaat er een holle bevruchte eicel. Dit wordt de
blastula genoemd.
- Gastrula: wanneer er een laag in de blastula wordt aangelegd, dan spreek je van
gastrula, en niet meer van blastula
Veel dieren hebben een larve stadium:
, De meeste dieren, en alleen dieren, hebben hox genen:
Hox gen: gen dat codeert voor een transcriptiefactor die verantwoordelijk is voor de aanmaak
van ledematen. De genen zijn hoog geconserveerd. De hox genen “stellen het organisme
samen”. Ze geven aan waar er bijvoorbeeld een oog moet komen of een arm of een been.
Ze voeren het zelf niet uit, ze geven alleen aan waar dat ledemaat moet komen. De
eiwitproducten van deze genen hebben onder andere een homeobox domein (een eiwit
bestaat uit verschillende domeinen, de homeobox is een van deze domeinen die dit eiwit
bevat).
Homeobox: een eiwit sequentie dat aan het DNA kan binden. Het is een sterk
geconserveerde sequentie (ongeveer 180bp) die in genen aanwezig zijn, die de morfologie
van het embryo aansturen. De homeobox sequentie codeert voor een eiwit domein dat bindt
aan het DNA (het homeobox domein). Hierdoor kan het de expressie van andere genen
beïnvloeden. Stuk dat voor
Dus even voor de duidelijkheid: Homeobox codeert
Hox gen
Je hebt een hox gen. Een deel van dat gen is de homeobox, dit gedeelte codeert voor de
homeobox. De homeobox is een domein (een stuk eiwit) dat aan een DNA sequentie kan
binden. Hierdoor kan het de expressie van andere genen beïnvloeden.
De mens heeft 200 genen met een homeobox sequentie. 39 hiervan zijn hox genen die over
de ledematen gaan.
Met onderzoek kun je nagaan welke hox genen, waarvoor coderen:
Anatomie is de studie van de biologische vorm van een organisme.
,Fysiologie bestudeert de biologische functie van een organisme. Het is nauw verbonden met
de anatomie studie.
Natuurwetten hebben invloed op de vorm en functie van organismen. Bijvoorbeeld hoe groter
de krachten, hoe sterker de botten moeten zijn. Wat voorbeelden:
- Organismen die veel zwemmen hebben een gestroomlijnde lichaamsbouw, omdat ze
dan zo min mogelijk weerstand ondervinden.
- Bomen kunnen niet oneindig hoog worden. Ze moeten het water nog wel vanuit de
wortels in de top zien te krijgen, wat bij erg hoge bomen veel energie kost door de
zwaartekracht.
Uitwisseling met de omgeving:
- Materialen zoals voedingsstoffen, afvalstoffen en gassen moeten door iedere cel
afgevoerd en opgenomen worden.
- Stoffen passeren membranen
- Snelheid van uitwisseling is proportioneel aan de oppervlakte
Bij een eencellig organisme gaat de uitwisseling een stuk makkelijker dan bij meercellige.
,Stelsels van de mens (functies van de verschillende stelsels moet je kennen, de organen die
erbij horen hoef je niet te kennen). Er zijn verschillende stelsels ontstaan die uitwisseling met
de omgeving mogelijk maken:
1. Lymfevatstelstel: afvoeren van afvalstoffen. Heeft ook een rol bij afweer.
2. Ademhalingsstelsel
3. Verteringsstelsel
4. Urinestelsel
5. Voortplantingsstelsel
6. Huid
7. Spierstelsel
8. Skelet
9. Zenuwstelsel: erg snelle signalen
10. Hormoonstelsel: vergelijkbaar met zenuwstelsel, alleen langzamer, maar heeft een
langere werking.
11. Bloedvatenstelsel
,Verschillende soorten weefsels:
- Epitheelweefsel
- Bindweefsel/verbindingsweefsel
- Spierweefsel
- Zenuwweefsel
Epitheelweefsel: bedekt de buitenkant van het lichaam, zit om organen en in holtes van het
lichaam. Het weefsel bestaat uit cellen die dicht op elkaar zitten. Ze zorgen voor uitwisseling
van stoffen met de omgeving, maar ook bescherming. Het kan verschillende vormen
aannemen (hoef je niet te weten).
Bindweefsel/verbindingsweefsel: binden en ondersteunen van andere weefsels. Vezels ofzo.
Bloed, botten en vet vallen er ook onder.
- Collageen vezels voor sterke en flexibiliteit
- Elastische vezels voor elasticiteit
- Reticulaire vezels verbinden bindweefsel aan naastgelegen weefsels.
, Spierweefsel: langgerekte cellen genaamd spiervezels. 3 soorten spierweefsel:
- Skeletspierweefsel: wordt ook wel dwarsgestreepte spierweefsel genoemd
- Gladspierweefsel: je darmen hebben bijvoorbeeld gladspierweefsel
- Hartspierweefsel: vertakt spierweefsel
Zenuwweefsel: vangt signalen op en transporteert deze door het lichaam. Zenuwweefsel
bestaat uit:
- Neuronen (transport van de signalen): bestaan uit axonen en dendrieten.
- Gliacellen (ondersteunen, isoleren, voeden van neuronen)
Regeling
Dieren reageren op een veranderde omgeving door regulatie (regulator) en conformatie
(conformer).
- Regulatoren: dieren die zelf hun lichaamstemperatuur kunnen reguleren;
warmbloedig.
- Conformer: organisme dat niet zelf zijn interne lichaamstemperatuur kan reguleren;
koudbloedig.
